4712. Окружность
S_{1}
касается сторон угла
ABC
в точках
A
и
C
. Окружность
S_{2}
касается прямой
AC
в точке
C
и проходит через точку
B
. Окружность
S_{1}
она пересекает в точке
M
. Докажите, что прямая
AM
делит отрезок
BC
пополам.
Указание. Примените теорему об угле между касательной и хордой.
Решение. Первый способ. Пусть
D
— точка пересечения прямой
AM
с окружностью
S_{2}
. По теореме об угле между касательной и хордой
\angle BAD=\angle BAM=\angle MCA=\angle CDA.

Поэтому
CD\parallel AB
. С другой стороны,
\angle DAC=\angle MAC=\angle MCB=\angle BDM=\angle BDA.

Поэтому
BD\parallel AC
. Следовательно,
ABDC
— параллелограмм. Его диагональ
AD
делит вторую диагональ
BC
пополам.
Второй способ. Пусть
K
— точка пересечения прямых
AM
и
BC
. Треугольник
MKC
подобен треугольнику
CKA
(по двум углам). Поэтому
\frac{CK}{KM}=\frac{AK}{CK}
. Следовательно,
CK^{2}=AK\cdot KM
.
С другой стороны, из подобия треугольников
MBK
и
BAK
следует, что
BK^{2}=AK\cdot KM
. Поэтому
BK=KC
.